2.2　焦化企業節水減排總體設計技術思路與要求

焦化企業節水減排總體設計所追求的目標是節約新水用量與減少廢水排放量，也是焦化工業在其持續發展過程中作為保護環境和防治污染不可推卸的義務和責任。在生產過程中既要節省寶貴的地表水或地下水資源，降低生產成本、降低噸焦用水量，同時要求生產時供排水系統從水量、水質、水壓、水溫等方面均應滿足各生產工序單元生產的要求。

焦化企業節水減排總體規劃與設計，就是在項目建設的前期規劃階段，確定合理的全廠用水水質標準、用水方式，并進行全廠水量平衡等工作。在項目建成后，隨著技術的不斷成熟與發展和工程應用與實踐，要進行相應的調整原規劃和設計的水質標準、用水方式和用水與排水指標，形成新的全廠水量平衡，通過技術改造與進步，使之更符合焦化工業清潔生產與持續發展的要求。在此目標指導下，要確定如下主要工作內容與技術的指標和問題。

2.2.1　確定合理用水水質指標

焦化企業用水水質復雜，種類繁多，可分為工業新水、軟化水、生活水、回用水、敞開式凈循環水、密閉式純水或軟水循環水、濁循環水等。在化產品精制過程中用水常分為工藝介質用水和工藝過程用水。工藝介質用水還有水溫特定要求等。

無論直流用戶還是循環水用戶，確定用水質標準時應首先明確，用水應按用戶要求的水質進行設計。純水、軟化水、生活用水等，均可按相關工藝所提出的要求確定，即按需供水是合理的選擇。但對于敞開式循環水而言，應考慮用水的水質要求是否過高的問題。敞開式循環水質決定了整個循環水濃度倍數和補充時的工業新水的水質^{［20，44］}。

在進行總體設計時，通常會根據以往類似項目或企業的經驗以及焦化設備供貨商所提出用水水質要求，確定新建或改建項目的循環用水水質要求。敞開式循環冷卻水常見的水質標準包括碳酸鹽硬度（以CaCO₃計）、pH值、懸浮物中最大粒徑、總含鹽量、硫酸鹽（以S計）、氯化物（以Cl^-計）、硅酸鹽（以SiO₂計）、總鐵、油等。其中，pH值、懸浮物、總鐵、油等指標通過常規處理方法都較易實現。但如果碳酸鹽硬度（CaCO₃）、總含鹽量等一些水質指標的要求過高，即要求用水碳酸鹽硬度、總含鹽量低，會造成循環水系統的設計濃縮倍數較低，補充水量大，噸焦工業新水耗量也大。甚至如果敞開式循環水含鹽量低于一定數值時，會要求對作為循環冷卻水補充水的工業新水做進一步的脫鹽處理，造成工程建設費用和生產運行成本的大幅度上升。

根據生產實際情況，控制碳酸鹽硬度（CaCO₃）、總含鹽量等一些水質指標的主要目的是為了保護設備，減緩腐蝕或結垢，延長設備和配管的使用壽命，而這些完全可以通過投加水質穩定藥劑實現。如果直接提高設備用水的含鹽量指標（即低含鹽量指標值），會造成水處理投資加大，工業新水補水量上升，不符合當前國家節能減排的發展趨勢。

合理的確定循環冷卻水含鹽量指標值，可以直接提高循環水系統的濃縮倍數，大幅度降低循環水系統強制排污水量和新水補充水量，對于水系統的節能減排有著重要的意義。

2.2.2　確定合理用水方式

在確定整體企業合理用水方式前，首先要樹立所有污廢水資源化的觀念。在各生產環節中所產生的污水和廢水都是水資源，都是可以加以利用的。只不過有些污廢水可以直接在另一個生產環節中利用，有些則需要進行適當處理后再加以利用。在生產中，只有不合適的用戶，沒有不合適的水資源。在總體設計時就是要選擇和研究合理方式，為這些所謂的污廢水資源選擇尋找合適的用戶。

焦化企業用水系統普遍采用循環用水、串級系統、限制工業新水的直流用水和合理采用工業污（廢）水處理后回用的用水方式，這是在總體設計中所須遵循的原則。

在具體實施時，要對焦化企業主要生產工藝對回用水、工業新水、軟化水及純水的用水需求進行分析，由用水需求確定用水方式。敞開式凈循環水、密閉式純水或軟化水循環水、濁循環水等用水，均須滿足工藝生產需求為原則。

2.2.2.1　工業新水、純水、軟化水、回用水的常規用水方式

工業新水主要用于敞開式循環水系統的補充水。純水、軟化水主要用于密閉式循環冷卻水系統的補充水以及鍋爐、蓄熱器等的用水?；赜盟饕糜跊_洗地坪、場地灑水、設備軸封沖洗水、煤氣水封補水、沖渣等，也有作為濁循環水系統補充水使用的。

按照節水減排、工業用水串接使用的原則，由于工業凈循環水質（主要是含鹽量指標）要優于濁循環水，因此應當優先以凈循環水強制排污水作為濁循環水系統的補充水；但當凈循環強制排污水量不能滿足濁循環補充水量要求時，宜采用工業新水作為濁循環補充水。

2.2.2.2　工業廢水回用方式

鑒于《焦化廢水治理工程技術規范》HJ 2022—2012的規定，焦化廢水處理必須達到GB 16171—2012排放標準或回用。因此，焦化工業廢水回用方式為：a.經生化處理后送熄焦、洗煤或煉鐵沖渣和泡渣等廢水，可不進行生化處理后的深度凈化處理，但其水中pH值、SS、COD、氨氮、揮發酚及氰化物應滿足GB 16171—2012《煉焦化學工業污染物排放標準》中表1相應的間接排放限值要求；b.深度凈化處理出水可用作循環冷卻水系統補充水，但應脫除該水中無機鹽，包括其中富含的氯離子^［24］。

2.2.3　用水量平衡問題

對于焦化企業的水系統而言，應在滿足生產要求的前提下，實現用水和排水之間的平衡，平衡的用水方式既不會有多余的工業污廢水被排放，又可以盡量降低新水的需求量。在理論上，工業新水只用于補充因蒸發、風吹、排污、漏損等造成的循環水系統的水量損失，是一種完全理想的狀態。雖然在實際應用過程中尚難以實現，但應當采取各種技術措施，使實際盡量接近理論。

水量平衡的首要工作就是確定全廠各主工藝用水量和排水量指標，在進行總體設計時，應參照相關行業以往類似工程的數據以及當前經濟技術條件下對于該工藝的用水量的指標值等。該項工作需要做大量的調研工作，并應與確定合理的用水方式和用水水質緊密結合進行分析。